Photovoltaik: Auf dem Baggersee schwimmt ein Solarkraftwerk
Wenn Platz knapp ist, muss man Flächen doppelt nutzen. Der Bomhofsplas ist ein Baggersee an der A28 bei Zwolle in den Niederlanden. Neben Sand für Baustellen wird hier Energie aus Sonnenlicht gewonnen. Auf dem See schwimmen 73.000 Solarmodule. "Es ist die weltweit größte schwimmende Photovoltaik-Anlage außerhalb Chinas" , sagt Benedikt Ortmann stolz im Gespräch mit Golem. Er verantwortet das Solar-Geschäftsfeld bei der BayWa Renewable Energy aus München(öffnet im neuen Fenster) .
Die Module werden mit Neigung zum Himmel auf einer schwimmenden Trägerkonstruktion befestigt und in Ost-West-Ausrichtung auf dem See verankert. Für Solarmodule ist das eine ungewöhnliche Ausrichtung, doch so startet die Energieerzeugung bereits mit dem Sonnenaufgang und endet später. "Ein solches System erreicht ähnliche Stromerträge wie eine nach Süden ausgerichtete Installation. Ein großer Vorteil ist, dass wir dem Wind eine kleinere Angriffsfläche bieten und damit die Stabilität des Gesamtsystems erhöhen" , sagt Ortmann. Die Anlage soll pro Jahr rund 25.000 Megawattstunden Strom liefern. Das würde für 7.200 Haushalte ausreichen. Da die Module vom Wasser gekühlt werden, fällt die Energieausbeute sogar rund zwei Prozent höher aus als an Land.
Bekommen Fische einen Stromschlag?
Die Verunreinigung durch Staub und Vogelkot fällt geringer aus als erwartet. Die BayWa R.E. hat bereits Erfahrung mit drei kleineren Solaranlagen auf niederländischen Seen. Somit gibt es Antworten auf die drängendsten Fragen: Befestigt man die Anlage am Ufer oder am Grund? Wo platziert man Wechselrichter und Transformatoren. Was passiert bei Eisbildung? Und bekommen Fische einen Stromschlag?
Kontakt mit Schwimmern oder Wassersportlern gibt es auf dem Bomhofsplas nicht. Der See ist eine Gewerbefläche und nur solche hat das Unternehmen im Fokus. Die Vorteile: Behördliche Genehmigungsverfahren sind einfacher und in der Regel besteht bereits ein Anschluss ans Stromnetz. Auch Flora und Fauna im Wasser werden von Solarmodulen nicht negativ beeinflusst. Im Gegenteil: In warmen Sommern kann die Verschattung das Algenwachstum bremsen.
Einspeisevergütung in Deutschland zu gering
Die 1.800 Mitarbeiter der BayWa R.E. realisieren erneuerbare Energieprojekte rund um den Globus. Das Unternehmen ist eine Tochter der BayWa AG, was ursprünglich für Bayerische Warenvermittlung landwirtschaftlicher Genossenschaften steht. Man könnte also vermuten, dass es bereits Solarmodule auf bayrischen Seen gibt. Doch weit gefehlt. Es scheitert derzeit an der Einspeisevergütung für Energie ins Stromnetz. Sie liegt hierzulande unterhalb von 5 Cent pro Kilowattstunde. In den Niederlanden liegt sie bei rund 10 Cent.
"Wir arbeiten aber daran, die Kosten für unsere Floating-Solaranlagen weiter zu optimieren mit dem Ziel, sie in Deutschland wirtschaftlich zu machen" , sagt Ortmann. "Die Unterhaltskosten bei schwimmenden Anlagen sind zwar niedriger als an Land, dafür sind die Baukosten höher. Langfristig könnte sich das aber ausgleichen." Der Betrieb einer solchen PV-Anlage ist schließlich auf mindestens 20 Jahre ausgelegt.
Bei der Recherche findet sich nur eine einzige schwimmende Solaranlage in Deutschland. Sie liegt in der baden-württembergischen Gemeinde Renchen. Zwischen A5 und deutsch-französischer Grenze schwimmen auf dem Baggersee Maiwald 2.300 Solarmodule. Das benachbarte Kieswerk und die Erdgas Südwest betreiben die Anlage. Zwei Drittel der Energie wird direkt von den Baggern, Brechern und Förderbändern im Kieswerk genutzt, der Rest fließt ins Stromnetz.
Achtmal so viel Solarleistung notwendig
Aktuell sind in Deutschland Solarzellen mit einer Leistung von rund 50 Gigawatt installiert. In der Osterwoche lieferten diese Zellen 23 Prozent der gesamten Nettostromerzeugung. Neben dem guten Wetter trug natürlich der Corona-Virus-bedingte niedrige Stromverbrauch zu diesem Rekord-Wert bei. Auf das gesamte vergangene Jahr gerechnet, liegt der Solarstrom-Anteil bei gerade mal neun Prozent. Fallen in den kommenden Jahren Atomkraft und Kohle weg, müssen erneuerbare Energiequellen einspringen. Der Bedarf für Solarstrom liegt bei rund 400 Gigawatt – eine Verachtfachung der aktuellen Leistung. Laut Ortmann benötigt man dazu nur 1,5 Prozent der Fläche der Bundesrepublik. Das ist schwierig in einem so dicht besiedelten Land. Entweder stehen hier Gebäude oder Freiflächen werden landwirtschaftlich genutzt.
"Würde man Dachflächen konsequent nutzen, könnte man 200 Gigawatt Leistung erreichen und den Rest auf Freiflächen erzeugen" , sagt Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energien an der HTW Berlin. Selbst bei Ackerflächen gibt es die Idee einer Doppelnutzung. Quaschning verweist auf das Testprojekt Agrophotovoltaik(öffnet im neuen Fenster) . Dabei stehen Solarmodule auf Ständern, die so hoch sind, dass Landwirte darunter mit Maschinen ihr Feld bestellen können. Durch die Verschattung fielen im Test bei drei von vier angebauten Lebensmitteln die Ernteerträge höher aus. Quaschning befürwortet die Nutzung von Wasserflächen, doch sieht er nur begrenztes Potenzial für den benötigten Ausbau der Solarenergie in Deutschland.
Um die Möglichkeiten besser kennenzulernen, beauftragte die BayWa R.E. das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme(öffnet im neuen Fenster) (ISE) mit einer Potenzialabschätzung. Danach gibt es in Deutschland 4.474 künstliche Standgewässer. Die meisten sind Bagger- oder Kiesseen. Rund 500 Seen entstanden beziehungsweise entstehen noch durch Braunkohletagebau.
Sie haben eine Fläche von insgesamt 47.251 Hektar und liegen zumeist in Brandenburg, Sachsen und Sachsen-Anhalt. Zieht man Tourismus und Freizeitaktivitäten, Landschafts- und Naturschutz ab, könnten 4,9 Prozent dieser Fläche für schwimmende Solaranlagen genutzt werden. Laut dem Fraunhofer ISE liegt die mögliche Energieleistung bei 2,74 Gigawatt. Ein Anfang, aber weit entfernt vom Bedarf in Höhe von 400 Gigawatt.
Braunkohletagebau-Seen nutzen
Auf Nachfrage verweist der Tagebaubetreiber im Osten Deutschlands, die Lausitz Energie Bergbau AG, an die Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft (LMBV). Sie verwaltet die sogenannte Nachfolgelandschaften des Braunkohletagebaus. Doch mehr als ein paar interessierte Anfragen zu schwimmenden Solarmodulen seien bislang nicht bekannt. Für die mit Wasser gefüllten Tagebaugruben bestehen Betriebs- und Nutzungspläne, in denen Energieerzeugung nicht vorgesehen ist.
"Die müssten ein Zielabweichungsverfahren betreiben, um Strom auf dem Wasser zu erzeugen" , sagt LNBV-Sprecher Uwe Steinhuber. Nach Abschluss der Sanierung gehen die Seen an private Besitzer oder in die Hand von Kommunen über. Ein Beispiel dafür ist der 1.900 Hektar große Cottbuser Ostsee(öffnet im neuen Fenster) . Der ehemalige Braunkohletagebau soll bis 2030 mit Wasser gefüllt und zu einem Naherholungsgebiet werden.
Für die großen "Löcher" im rheinischen Revier in Westen Deutschlands mit den Tagebauen Hambach(öffnet im neuen Fenster) , Inden(öffnet im neuen Fenster) und Garzweiler(öffnet im neuen Fenster) gibt es bereits große Pläne. Zumindest im Rathaus von Kerpen hängen Schaubilder mit dem Titel Energie Arena. Bis zu 850 Windräder könnten den Rand der 11 km langen und 4 km breiten Grube Hambach säumen. Das geflutete Loch wird mit schwimmenden Solarmodulen bestückt. Auch das Dach über der A4 ist mit Solarzellen bedeckt. Sie heißt dann Energie-Allee. "Es geht darum, die alte Energietradition im Revier fortzusetzen und diese mit Belangen des Umweltschutzes zu versöhnen" , sagt Joachim Schwister, Technischer Beigeordnete der Stadt Kerpen.
Kerpen gründet Stadtwerke neu
Noch sind das nur Ideenskizzen, mit denen die Stadt Kerpen am Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung Wandel durch Innovation in der Region teilnimmt. Die Pläne entstanden in Zusammenarbeit mit Experten der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich.
Die Stadt Kerpen gründete im Frühjahr 2018 eigene Stadtwerke, um die Hand auf ihrer Energieerzeugung und -verteilung zu haben. Das Unternehmen Innogy ist Minderheitseigner der Tochterunternehmen. Neben der anstehenden Versorgung von Neubaugebieten schwebt Schwister ein großer Ladepark für Elektroautos vor. Das Kreuz Kerpen (A4/A61) passieren täglich rund 140.000 Fahrzeuge. "Die sind für 40 Prozent der CO2-Emissionen bei uns verantwortlich" , sagt Schwister. Die Energie-Arena könnte emissionsfreie Energie dafür bereitstellen.
Einziges Problem: Das Tagebaugelände gehört der RWE. Die hat sich noch nicht dazu geäußert, was mit dem Areal passiert, wenn die Bagger abgezogen sind.
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